• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

アブシジン酸による気孔閉鎖における孔辺細胞葉緑体の関与

Research Project

Project/Area Number 18K06292
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 44030:Plant molecular biology and physiology-related
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

島崎 研一郎  九州大学, 理学研究院, 名誉教授 (00124347)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 後藤 栄治  九州大学, 農学研究院, 准教授 (90614256)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2023-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords気孔 / 孔辺細胞 / アブシジン酸 / 気孔閉鎖 / 活性酸素 / 孔辺細胞葉緑体 / 葉緑体
Outline of Annual Research Achievements

植物の表皮の中で、孔辺細胞にのみ葉緑体が存在し、気孔の機能に重要な働きをしているはずであるが、その役割はいまだに不明の点が多い。以前の研究により、孔辺細胞葉緑体は光合成によって生成されたATPや還元力を細胞質に輸出し、気孔開口の駆動力となるプロトンポンプに化学エネルギーを供給することがその主な役割であると考えられている。
本研究は、ABAによる気孔閉鎖にも孔辺細胞葉緑体が重要な役割を果たすとするもので、1昨年度の研究によりその一端が示された。つまり、光合成電子伝達系の働きを抑えておくABAによる気孔閉鎖が阻害された。しかし、このABAの作用機構は全く不明である。昨年度はその手がかりを掴むため以下の実験を行なった。
ABAの作用として葉緑体光合成電子伝達による活性酸素発生の増加と気孔閉鎖の密接な関連を確認した。この時の、活性酸素の発生増大は電子伝達の促進によるものと考えられた。そこで、電子の流れが悪くなった変異株、kea3-1とkea3-2変異体を使用した。この変異株は、チラコイド膜を横断して形成されるH+勾配を解消し、電子の流れを促進するK+/H+ exchange antiporter (KEA) が変異しており、電子伝達が遅くなっている。
期待された通り、この変異株の表皮にABAを添加しても気孔は閉じなかった。しかし、気孔を閉鎖させることの知られたH2O2、あるいは、Ca2+を加えると気孔は閉じた。したがって、kea3-1とkea3-2変異がABAの作用を阻害するものの気孔閉鎖機構は正常に機能していることを示している。以上の結果は、電子伝達を介して生成したH202が気孔閉鎖を促すことを示している。
以上の結果から、電子伝達の促進によって活性酸素の生成が促進され、生じたH2O2によって気孔閉鎖が引き起こされていると考えられる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

本来、昨年度中に論文をまとめる予定であった。しかし、コロナ禍で共同研究者と自由に会うことができず、論文にまとめが滞っている。

Strategy for Future Research Activity

いくつか確認すべき問題が残っているが、それは、論文執筆中に出てきたものである。その点を、再確認し、論文をまとめ上げたい。共同研究者と自由に議論したいが、コロナも落ち着きつつあるので、その点も可能になると思う。

Report

(4 results)
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report

Research Products

(2 results)

All 2019 2018

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Guard cell photosynthesis is crucial in abscisic acid-induced stomatal closure2019

    • Author(s)
      Sumio Iwai, Sho Ogata, Naotaka Yamada, Michio Onjo, Kintake Sonoike, Ken-ichiro Shimazaki
    • Journal Title

      Plant Direct

      Volume: 1 Pages: 1-10

    • DOI

      10.1002/pld3.137

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] アブシジン酸誘導性気孔閉鎖における光合成電子伝達系の重要性2018

    • Author(s)
      山田 直隆、岩井 純夫、緒方 翔、新北 大樹、遠城 道雄、園池 公毅、島崎 研一郎
    • Organizer
      日本農芸化学会2019年度大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2022-12-28  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi